1、概述
研究土壤對作物的生產有重要意義。土壤溫度、水分、水勢、土壤熱通量是農業監測系統的基本要素。
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土壤溫度
土壤溫度影響著植物的生長、發育和土壤的形成。土壤中各種生物化學過程都受土壤溫度的影響。土壤溫度與農業生產的關系有以下兩個方面：
直接影響：在一定的溫度范圍內，土壤溫度越高，作物的生長發育越快。土壤溫度影響作物的生理過程。
間接影響：土壤溫度影響環境條件的其他因子，從而間接影響作物的生長發育。土壤有機質的轉化也受土溫的影響。土壤水的移動，土壤水存在的形態以及土壤氣體的交換等都受土壤溫度的影響。
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土壤濕度
水對農業生產的意義是不言而喻的，它是農業生物體生長、發育與產量形成不可缺少的因素，而且也需要大量的水。水分對于作物影響的程度視作物品種而異，每種作物都有最適合的土壤含水量。作物在不同的階段也有不同的需水量。
土壤濕度是土壤含水量的一種相對度量。一般以土壤水分的重量占干土重的百分數表示。常有兩種表達方法。
土壤質量含水量θm：土壤中水分的質量WW和相應的固相物質??干土的質量WS之比，即：
土壤容積含水量θV ：土壤中水分所占有的體積VW和土壤的總體積V0之比，即：
質量含水量θm和容積含水量θV之間有以下關系：
式中ρb為土壤干容重，干土質量與土壤體積之比。
目前國內外的土壤水分測定儀有TDR（時域反射法）、TDT（時域傳播法）、FD（頻域分解法）及SWR（駐波率法）等。
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土壤水勢
土壤中的水勢一般主要由重力勢、基質勢、滲透勢、壓力勢、溫度勢等構成。土壤水勢絕對值的大小反映土壤水分運動和植物吸水的難易。通過測量土壤的電容和電導率推導出土壤的水分和鹽分。土壤水勢可以用土壤水分特性曲線（PF曲線）表示。
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| 土壤水分特性曲線圖 |
PF 曲線圖 |
結構對土壤水分特性曲線的影響 |
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土壤熱通量
在農業氣象學中，通過測量土壤的熱導率可以科學的安排農作物的灌溉時間，這對于缺水地區尤為重要。準確的土壤熱通量測量對于進行土壤表面溫度、結露，或者霜凍狀況研究同樣非常重要，因為土壤中存儲的熱量對于土壤達到能量平衡至關重要。
土壤熱通量(也稱土壤中的熱量交換)表示單位時間內通過單位面積的熱量,它與土壤中的垂直溫度梯度成比例。從本質上講，土壤為多相、異質性介質，其性質隨時間和土壤中水分含量的變化而變化。由水分導致的土壤熱學性質的變化使得土壤的性質變得復雜，因而其熱通量的測量也變得非常重要。
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2、農業土壤研究的意義
農業土壤為植物提供必需的營養和水分，是生物和非生物環境的一個極為復雜的復合體，土壤的概念總是包括生活在土壤里的大量生物，生物的活動促進了土壤的形成，而眾多類型的生物又生活在土壤之中。
土壤無論對植物來說還是對土壤動物來說都是重要的生態因子。植物的根系與土壤有著極大的接觸面，在植物和土壤之間進行著頻繁的物質交換，彼此有著強烈影響，因此通過控制土壤因素就可影響植物的生長和產量。對動物來說，土壤是比大氣環境更為穩定的生活環境，其溫度和濕度的變化幅度要小得多，因此土壤常常成為動物的極好隱蔽所，在土壤中可以躲避高溫、干燥、大風和陽光直射。
土壤是所有陸地生態系統的基底或基礎，土壤中的生物活動不僅影響著土壤本身，而且也影響著土壤上面的生物群落。因此，研究農業土壤對整個國家的農業發展乃至生物生存發展都有重要意義。
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